【正文】 5 作顯示電路時(shí)，見如圖 所示。方式 0 適用于無條件傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，如讀一組開關(guān)狀態(tài)、控制一組顯示燈，不需要應(yīng)答信號(hào)， CPU 可以隨時(shí)讀出開 關(guān)狀態(tài)，隨時(shí)可以把一組數(shù)據(jù)送指示燈顯示。 R（第 9 腳） 為復(fù)位端，當(dāng) R＝ 0 時(shí)，移位寄存器各復(fù)位為 0，只有當(dāng) R＝ 1 時(shí)，時(shí)鐘脈沖才起作用。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路就可以了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼。圖中 C1 C17 是反饋電容，其值在 5pF～ 30pF 之間選擇 ,其典型值是 30Pf。 開關(guān)閉合的時(shí)候同時(shí)也閉合了電容 C4 充電，穩(wěn)定了復(fù)位腳的電平。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C52 主要功能 如表 一 所示。與此同時(shí)傳統(tǒng)的 8 位單片機(jī)的性能也有了質(zhì)的飛躍，相 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 對(duì) 80 年代來說處理能力提高了數(shù)百倍。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易 集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 在最小配置的晶振電路中，為使單片機(jī)的時(shí)鐘更加穩(wěn)定須旁接兩個(gè)瓷片電容。 保密性能好。如下圖 1 所示 圖 1 整體設(shè)計(jì)流程圖 鍵盤及溫度顯示模塊 加熱模塊 報(bào)警模塊 單片機(jī)中央控制模塊 溫度采集模塊 溫度上下限調(diào)整模塊 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 單片機(jī)的選擇以及介紹 中央控制電路 中央控制電路作為系統(tǒng)的核心，對(duì)該電路的設(shè)計(jì)顯得優(yōu)為重要。 設(shè)計(jì)的 溫度采集系統(tǒng)可以隨時(shí)的采集不同地方的溫度 ，又可以 根據(jù)環(huán)境的要求實(shí)時(shí)設(shè)置溫度區(qū)間并進(jìn)行判斷是否超出要求的溫度范圍 ，并 對(duì)超出溫度范圍的同時(shí)響應(yīng)報(bào)警電路，為進(jìn)一步的人為或是計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié) 和控制做出準(zhǔn)備 。 設(shè)計(jì)研究意義及目的 單 片機(jī)的 多路溫度采集系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)有單片機(jī)模塊、 溫度采集模塊 、 LCD 液晶顯示模塊、基本的復(fù)位電路和 報(bào)警 電路，各部分組合完成基礎(chǔ)的電路硬件模塊。但是在溫度測(cè)量時(shí)必須采用 PLC 恒溫控制，同時(shí) PID 算法在 PLC 中的實(shí)現(xiàn)和 PID 參數(shù)都將影響系統(tǒng)控制性能，這就對(duì)多路溫度精確地控制提高了難度。 基于 DSP 控制的多路溫度測(cè)試系統(tǒng)，是通過溫度傳感器 DS18B20 來實(shí)現(xiàn)的。用 VB 語言實(shí)現(xiàn)上位機(jī)數(shù)據(jù)傳送，可方便地控制通信對(duì)象的選擇，具有較大的靈活性。隨著現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展， 在工業(yè)生產(chǎn)中，液位、溫度、流量、壓力是最常見的過程變量，在這四種當(dāng)中溫度又是一個(gè)非常重要的過程變量，尤 其是在化工行業(yè)、電力行業(yè)、冶金行業(yè)、機(jī)械加工業(yè)以及食品加工業(yè)應(yīng)用的十分廣泛，這幾個(gè)行業(yè)都需要對(duì)各種反應(yīng)爐、熱處理爐、加熱爐以及鍋爐的溫度進(jìn)行控制 ，盡量按照人們的要求去變化，通過計(jì)算機(jī)控制相應(yīng)的執(zhí)行部件，可以避免溫度過高或過低，減少帶來的經(jīng)濟(jì)損失，使人身、財(cái)產(chǎn)安全得到很好的保證。因此為了 更加科學(xué)的描述物體的種種性能隨著溫度變化的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)建立適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)來測(cè)量物體的冷熱程度。 文章總體概述 ............................................................ 4 方案所實(shí)現(xiàn)的要求 ........................................................ 4 總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................ 4 2 單片機(jī)的選擇以及介紹 ......................................................... 5 中央控制電路 ............................................................ 5 STC89C52 簡(jiǎn)介 ........................................................... 6 本章小結(jié) ................................................................ 8 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案 ............................................................. 9 復(fù)位電路 ................................................................ 9 時(shí)鐘電路 ............................................................... 10 鍵盤及顯示模塊 .......................................................... 11 溫度采集電路的設(shè)計(jì) ......................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。本文采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。珠海 二○一三年五月 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠(chéng)信承諾書 本人鄭重承諾 ： 本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)《 基于單片機(jī)的溫度控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)使用的 數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。 通過實(shí)驗(yàn)表明，本設(shè)計(jì)對(duì)溫度的控制具有簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，并且大幅度提高了被控制溫度的技術(shù)指標(biāo)。 8 系統(tǒng)的調(diào)試 .............................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。同時(shí)溫標(biāo)是測(cè)量溫度的參照標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是表示溫度數(shù)值的一套規(guī)律，隨著社會(huì)的發(fā)展，溫標(biāo)的復(fù)現(xiàn)也在不斷的發(fā)展。這些元件在多路采集的情況下，很難實(shí)現(xiàn)每一路信號(hào)的同時(shí)采集，而且電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要連接 放大和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)有兩部分組成分為被控制對(duì)象和控制部分構(gòu)成，其中控制部分又是由軟件部分和硬件部分所組成，它不同于只有硬件所構(gòu)成的模擬控制器。此系統(tǒng)通過 DSP 作為溫度的采集和控制核心，結(jié)合 DSP 軟件的設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)多路溫度信號(hào)的同時(shí)采集。 基于單片機(jī) 89C51 的溫度控制系統(tǒng)。 近年來單線多點(diǎn)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的發(fā)展使溫度檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速、可靠、低成本、數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化。 接下來將會(huì)分為系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及 PCB 板的制作來 詳細(xì)介紹 “基于單片機(jī)的 溫度 控制器 的設(shè)計(jì) ”。 單片機(jī)的功能，其中包括尋址方式、尋址空間、中斷能力、定時(shí)范圍 等。飛利浦和摩托羅拉的單片機(jī)都具有高可靠 性且編程簡(jiǎn)單，但價(jià)格較前兩種高出許多，故不采用。此中央控制電路即可以執(zhí)行內(nèi)部程序也可以執(zhí)行外部存儲(chǔ)器程序，當(dāng) STC89C52 的EA 端置高時(shí)先執(zhí)行內(nèi)部 8K 的程序存儲(chǔ)區(qū)的程序；當(dāng) EA 端被置低時(shí)單片機(jī)就不執(zhí)行內(nèi) 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 部的程序，停止在那里，直接從外部存儲(chǔ)器中讀取中斷程序。憑借簡(jiǎn)單可靠并且性能也不錯(cuò)獲得了眾多的號(hào)品，在這其中 INTEL 的 8031 是最成功的，此后 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)便是通過 8031 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能COMOS8 的微處理器，俗稱單片機(jī)。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)由六部分組成： STC89C52RC 核心單片機(jī)，溫度采集電路，數(shù)碼管顯示電路，報(bào)警警電路，復(fù)位電路，晶振等，其中溫度采集主要由 DS18B20 組成，在短時(shí)間內(nèi)把熱力學(xué)溫度信號(hào)數(shù)字 ,送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示電路顯示，并且判斷是否達(dá)到設(shè)定溫度，若達(dá)到設(shè)定溫度，由單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警電路，報(bào)警。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路對(duì)于單片機(jī)來說是很重要的，就等同與我們?nèi)祟惖男呐K一樣工作，單片機(jī)的所有操作，程序的執(zhí)行，都是在時(shí)鐘脈沖的同步下才使得進(jìn)行的，時(shí)鐘電路控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。 圖 24 時(shí)鐘電路 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 鍵盤及顯示模塊 由于在風(fēng)扇的面板處有也有一個(gè)控制電路，因此在這里我們一樣也加上了顯示與鍵盤的模塊。其電路原 理圖如圖 所示。如果數(shù)據(jù)輸入端是低電平，則就有一個(gè) 0 進(jìn)入其內(nèi)部。 方式 2（雙向選通 I/O 方式）：方式 2 是方式 1 輸入和方式 1 輸出的結(jié)合。程序中只要將相應(yīng)的字形數(shù)據(jù)寫入 8255 的 PA， PB， PC 口，顯示器就顯示出 3 位字符。復(fù)位端 是 RESET，其可以保持 25ms 到復(fù)位結(jié)束并且 是有低變到高，通常接 +5V 電壓就行了 。 溫度采集電路的設(shè)計(jì) 溫度采集電路的核心是溫度傳感器，而當(dāng)前溫度傳感器的種類繁多，有集成溫度傳感器，有熱電阻傳感器，數(shù)字化溫度傳感器等等。這個(gè)電壓被運(yùn)放放大由⑩腳輸出，再經(jīng) R6， C4 濾除干擾信號(hào)后由輸出端輸出 V0。 =100Ω； （ 2）允許最大電流 Imax≤ 1Ma； （ 3）時(shí)間常數(shù)τ≤ 1s； （ 4）互換精度 %； （ 5）年漂移量 ‰ （ 6）測(cè)溫范圍 100300176。其主要性能特點(diǎn)如下 : 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無須外部器件； 可以通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ； 零待機(jī)功耗； 溫度以 9 或 12 位數(shù)字量讀出； 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒掉，但不能正常工作。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用 TTL系列集成電路 7404 或 7407 低電平驅(qū)動(dòng)，也可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)。 為了達(dá)到過零觸發(fā)的目的，需要交流電過零檢測(cè)電路，此電路輸出對(duì)應(yīng)于 50HZ 交流電壓過零時(shí)刻的脈沖作為觸發(fā)雙向可控硅的同步脈沖，是可控硅在交流電壓過零時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，電路如下圖： 圖 218 過零觸發(fā)電路 方案二：采用 4N25 和繼電器等構(gòu)成一 個(gè)開關(guān)器件 其原理如圖 219 所示電路。 圖 220 多點(diǎn)溫度采集電路 硬件的的選擇以及設(shè)計(jì)可以稱之為本設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。軟件總體由三個(gè)模塊組成：溫度模塊，顯示模塊，溫度數(shù)據(jù)分析各個(gè)模塊。工作中系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的操作以 ROM 的 命令和存儲(chǔ)器 命令形式出現(xiàn)。 10%而 HD44780U 的供電電壓為。 delay(5)。 } 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 33 LCD 顯示模塊流程圖 本章小結(jié) 本章主要的是介紹本設(shè)計(jì)的另外一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，程序的設(shè)計(jì)，主要是通過一些流程圖來介紹軟件設(shè)計(jì)的大概思路。還有就是接在晶振電路中的電容，電容的大小對(duì)晶振的穩(wěn)定有很大 的關(guān)系，電容大則有利于晶振在起振時(shí)的穩(wěn)定，但是電容大又不容易使晶振起振，反之電容小的話晶振起振就容易，但起振后的穩(wěn)定性差，有時(shí)系統(tǒng)板工作不正?；蚴窍到y(tǒng)不穩(wěn)定往往就是由于晶振電路的這兩個(gè)電容選擇不當(dāng)而引起的。如果其它部分調(diào)試都完成，從機(jī)可先不接 DS18B20，直接在軟件中給定一確定的溫度值，看數(shù)據(jù)能否在主機(jī)上正確顯示，能的話說明系統(tǒng)的無線收發(fā)以及顯示都已實(shí)現(xiàn)，再接上數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，輸入編出的軟件后看主機(jī)是否顯示正確的溫度值。在點(diǎn)擊仿真窗口下面的一個(gè)運(yùn)行。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30